DVI接口的TMDS差分信号研究

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1、http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛DVI接口的TMDS差分信号研究12刘金岭杨凤霞（1,2.河北沧州师范专科学校计算机系061001）摘要：本文对TMDS链路接口系统正常工作参数和接收器的直流、交流特性参数、测试电路以及所引起的眼图变化进行了分析，并给出了数据传输中数据是否能正确恢复的原因。关键字TMDS差分信号特性参数中图分类号TP334.1文献标识码A随着高清晰度电视（HDTV），电脑技术、数字显示技术的高速发展，对数字视频接口技术提出了迫切的要求，1999年以Intel和SiliconImage为代

2、表的DDWG（Digital-DisplayworkingGroup数字工作组）建立了一代数字显示技术的更为广泛工业标准即DVI（Digtial[1]VisualIterface）接口标准。DVI接口利用T.M.D.S.链路将像素数据进行最小变换直流平衡[2]编码，实现了高速实时数字显示数据传输。将编码器、链路时钟、采样时钟以共同的像素时钟为参考时钟，使像素时钟中难以避免的抖动在三部分电路中同步，巧妙地实现了高速、[3]高抖动的数据通讯。DVI物理层上的实现是基于LVDS—低压差分信号理论，但是又不完全是传统的LVDS，其物理结构和信号规范都有不同的规定。由于实时显示的需要，在TMD

3、S链路上传输着高-9速的串行数据。对于DVI的高速串行数据通讯和10的误码率而言，时钟同步与数据恢复是一个关键问题，如何理清整个TMDS链路中的时钟信号关系决定着DVI接口设备设计的成败。1.TMDS物理结构特征TMDS的差分电流源利用直流耦合的差分电缆对，和终端的匹配电阻RT将数据传递给接收方，链路的参考电压AVcc用来建立差分信号的高电平，驱动器的电流员和终端匹配电[1]阻来确定差分信号的低电平。文中给出了TMDS差分信号驱动器和接收器的电路，TMDS链路接口系统的极限工作参数和正常工作参数分别见表1、表2。表1TMDS链路接口系统的极限工作参数项目取值终端供电电压AVcc4.0

4、V信号线上的信号电压-0.5到4.0V差分电缆上的共模电压-0.5到4.0V差分电缆上的差分电压±3.3V终端电阻取值0Ω到终端开路oo存储温度-40到150表2TMDS链路接口系统的正常工作参数项目取值终端供电电压AVcc3.3V,±5%终端电阻取值50Ω,±10%oo工作温度范围0到702.TMDS发送器信号规范DVI接口要求DC耦合的TMDS链路结构，TMDS发送器的电气参数测试要求按图1所示的测试电路结构进行。在测试点TP2测得直流（DC）参数应该符合表3的各项第1页http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术

5、论坛指标。交流（AC）参数应该符合表4的各项指标，其中上升下降时间（Risetime/Falltime）定义为信号电压摆幅20%到80%之间的转换时间；差分对内摆动定义为，一对差分信号V+和V-发生状态转变之间的时间差，如图2所示；交互差分对摆动定义为，任意两个不构成差分对的信号状态转变之间的时间差，如图3所示。当TMDS链路发送器工作于表2所规定的工作环境之下，在利用图4进行测试的结果又符合表1、表2的各项指标，则可以得到如图4所示的眼图。逻辑“1”由纵轴方向的0.5V来表示，逻辑“0”由纵轴方向的-0.5V来表示。DVI规范与允许TMDS信号在测试点TP2有平均摆幅15%的过冲，

6、25%的下冲。结合表1可以计算出接口输出端（TP2）出的高电平摆幅电压Vhight和低电平摆幅电压Vlow，以及最小可操作摆幅电压Vop(min)Vhight(max)=Vswing(max)+15%*(2*Vswing(max))=600+180=780mVVhight(min)=Vswing(min)-25%*(2*Vswing(min))=400-200=200mVVlow(max)=-Vswing(max)-15%*(2*Vswing(max))=-600-180=-780mVVlow(min)=-Vswing(min)+25%*(2*Vswing(min))=-400+20

7、0=-200mVVop(min)=Vhight(min)-Vlow(min)=400mV图1TMDS发送器的电气参数测试电路V1+V1+V1-V2-图2差分对内抖动图3交互差分对抖动表3TP2测得直流（DC）参数第2页http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛项目取值单端高电平输出电压，VHAVcc±10mV单端低电平输出电压，VL(AVcc-600mV)≤VL≤(AVcc-400mV